WO2016150557A1 - Method and device for recovering carbon dioxide from a gas mixture containing carbon dioxide, by means of adsorption with low pressure loss - Google Patents

Method and device for recovering carbon dioxide from a gas mixture containing carbon dioxide, by means of adsorption with low pressure loss Download PDF

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WO2016150557A1
WO2016150557A1 PCT/EP2016/000441 EP2016000441W WO2016150557A1 WO 2016150557 A1 WO2016150557 A1 WO 2016150557A1 EP 2016000441 W EP2016000441 W EP 2016000441W WO 2016150557 A1 WO2016150557 A1 WO 2016150557A1
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carbon dioxide
gas mixture
sorption element
desorption
adsorption
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PCT/EP2016/000441
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Hans Kistenmacher
Mathias Mostertz
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Linde Aktiengesellschaft
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    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of carbon dioxide from a
  • Carbon dioxide-containing gas mixture wherein the gas mixture in a
  • Adsorption is passed through at least one sorbent element and
  • Carbon dioxide is adsorbed to the sorbent, and the sorbent is then transferred to a desorption space and there the carbon dioxide is desorbed by means of a desorption.
  • the invention relates to a device for obtaining carbon dioxide from a gas mixture containing carbon dioxide with at least one movable sorption element which is adapted to be loaded in at least one adsorption space with carbon dioxide, from the gas mixture, and in at least one
  • Desorption space to be freed by means of at least one desorption of the carbon dioxide.
  • C0 2 is compared with the above C0 2 containing streams, in air but only with a part of about 400 vppm before, so when using the same process for removing C0 2 from air, a cost of about 2500 $ / t C0 2 (A. Grübler, 2003, Technology and Global Change, Cambridge University Press, p. 230).
  • C0 2 is separated in addition to various main products, since this is an impurity of the main products.
  • the targeted C0 2 extraction by such a process (as the main product), however, is uneconomical even in modern air separation plants and is therefore not pursued.
  • the solid adsorbents have the disadvantage in conventional use that they are much more expensive to manufacture and impurities in the air, such as SO x or NO x lead to deactivation and the adsorbents must therefore be replaced over time.
  • amines for example polyethyleneimine
  • porous carriers matrices
  • suitable couplers or even added directly to the carrier material during the preparation of the carriers.
  • carrier suitable polymers and in particular silicates can be used.
  • Further usable carriers are pulps or glass fibers and, as is of particular interest in the context of the present invention, porous monolith structures.
  • Suitable silicates such as MCM-41 have a hexagonal mesostructure. If the adsorbed carbon dioxide is to be recovered by desorption by means of steam, in particular thermally and hydrothermally stable silicates such as SBA-15 are suitable as a carrier. Corresponding materials are especially designed for the conditions used during desorption. In the desorption, for example, steam at a temperature of up to 120 ° C is used.
  • the present invention is in principle suitable for use with all of the adsorption materials mentioned, wherein an "adsorption material" is understood below to mean a carrier having the adsorbent applied or integrated thereon.
  • the invention is in principle also suitable for adsorbents other than polyethyleneimine.
  • the carbon dioxide capture structure After adsorption of the carbon dioxide, the carbon dioxide capture structure according to US Pat. No. 8,163,066 B2 is moved completely into a desorption space. In this, steam is passed through the carbon dioxide capture structure. The desorbed carbon dioxide is discharged from the desorption space together with remaining steam. Subsequently, the carbon dioxide capture structure is removed again from the desorption space and is thus ready in regenerated form for the adsorption of carbon dioxide.
  • Sorbent bed contains, for drying and dehumidifying gases.
  • the length of sorption beds or thickness of the sorbents has not been previously described for the dehumidification of gases.
  • the devices and methods known from the prior art generally require thick or long sorption elements or special and expensive adsorbents for obtaining carbon dioxide from a gas mixture.
  • the thickness increases not only the cost of materials, but also the equipment required for flow guidance of the gas mixture to minimize any pressure losses.
  • the recovery of C0 2 from the ambient air is therefore previously uneconomical. Extraction of one ton of C0 2 from ambient air must not cost more than extraction from conventional sources, ie less than $ 50.
  • the present invention therefore has for its object to provide an improved method and apparatus for obtaining carbon dioxide, which can be easily and inexpensively created and operated. This object is achieved by the method that when passing the
  • Gas mixtures are set by the sorbent flow conditions and residence times such that the pressure loss of the gas mixture between entry into the sorbent and exit from the sorbent is limited to a range between 0.5 and 2 mbar.
  • the invention is based on the discovery, which is surprising to the skilled person, that, when considering various factors contributing to the cost of a ton of CO 2 (for example cost and geometry of the sorption elements, costs for maintaining the flow guidance), the pressure loss is the decisive one Factor to reduce costs could be identified.
  • the pressure loss is an essential criterion to make a process economical, since to win a ton of C0 2 from air, about 1666 1 air must be moved.
  • the graph in Figure 1 compares the energy cost A (in US $ per ton of gas at an energy price of 0.08 / kWh) of the concentration of various gases B in air. Shown are four different extraction methods. Curve 1 represents the recovery in a conventional air separation and curve 4 represents an ideal reversible process for separating the components. Curve 2 shows a process with a pressure loss of 250 mbar and curve 3 shows a process with only 1 mbar pressure loss compared to the ideal process. Previously used methods have a pressure drop in the range of 250 mbar, so that C0 2 can not be obtained inexpensively from air. If the pressure loss is now reduced to less than 2 mbar, the ton of C0 2 can be separated from air for about $ 20 in energy costs and fed to other storage facilities or processing facilities.
  • a "sorption element” is understood as meaning a structure which has a previously explained adsorption material, that is, for example, a carrier with an adsorbent, for example polyethyleneimine, applied thereto or integrated in the carrier.
  • the adsorption material may in particular as polyethyleneimine-coated monolith structure, for example ceramic material, be formed.
  • Corresponding monolith structures have, for example, honeycomb-shaped, parallel channels which provide a large specific surface area and have a low pressure loss.
  • a sorption element can also have suitable supporting and / or insulating structures, for example in order to separate segments of the sorption element from one another, as explained below.
  • the pressure drop indicated in the present case refers to the pressure loss that the gas mixture, during the adsorption, between the entry into the
  • the thickness of the sorption element is equal to the length of an adsorption bed.
  • the pressure loss is particularly dependent on the
  • Flow rate of the gas mixture and the geometric properties of the sorption element such as thickness or length, porosity and tortuosity.
  • the flow rate can be set higher than with thicker ones and so on
  • adsorbent material coated with the sorbent element or integrated into the carrier eg C0 2 with an amine.
  • the method is particularly preferred when the gas mixture is air and water vapor is used as the desorption fluid.
  • the gas mixture may be naturally occurring air or C0 2 depleted or enriched air. This has a C0 2 concentration of 350 to 800 vppm, in particular 400 vppm.
  • the C0 2 content of the ambient air varies due to location and climatic conditions.
  • Water vapor as desorption fluid can be applied by methods known in the art.
  • the gas mixture is passed through the sorption element at a flow rate of 1 to 20 m / s, in particular of 3 to 10 m / s.
  • the appropriate flow rate can be adjusted by skillful flow guidance or generated by fans.
  • the desorption fluid is preferably passed through the sorption element at a rate of from 5 to 200 kg / h, in particular from 30 to 100 kg / h.
  • the sorption element advantageously has a residence time of 1 to 5 minutes in the adsorption space and a residence time of 1.5 to 2.5 minutes in the desorption space.
  • Particularly preferred is a method in which the adsorption at 1 to 50 ° C, in particular 40 ° C and the desorption at 50 to 120 ° C, preferably at 60 to 1 19 ° C is performed.
  • the separation of the desorbed C0 2 from the steam is done by a simple condensation process in which the mixture of C0 2 and water vapor is cooled and the water vapor condenses to liquid water. Depending on the available cooling method, temperatures between 5 and 40 ° C are used.
  • the C0 2 can then be stored or used directly.
  • the liquid water can be disposed of or recycled and heated again to steam.
  • the method is preferably carried out such that the at least one
  • Sorption is rotated so that at any time a part of the at least one sorbent in the at least one adsorption space and another part of the at least one sorbent in the at least one desorption space.
  • the object is achieved in that the at least one
  • Sorption element is designed such that the pressure loss of the gas mixture between inlet and outlet in the sorption element can be limited to a range between 0.5 and 2 mbar.
  • the sorption element in the direction of flow has a thickness between 1 and 20 cm, preferably between 2 and 5 cm, in particular 3 cm.
  • this is the movable sorption disk-shaped
  • such a sorption element in the device according to the invention can be rotated in such a way that a part of the sorption element, which was previously in a
  • Desorptionsraum has been turned into an adsorption space and another part of the at least one sorption element, previously in the
  • Adsorption space has been found in the desorption space is rotated.
  • the axis is preferably arranged perpendicular to a disk surface.
  • the sorption elements are thus preferably arranged vertically in the adsorption and desorption space. Deviations and slight inclinations are possible.
  • Positioning depends, among other things, on the flow guidance of the
  • the diameter of the sorption element is advantageously from 1 to 10 m. However, the diameter may be less than 1 m. In contrast to the prior art, this is a simple and inexpensive and space-saving
  • a sorption element or its adsorption material can be converted only by an easy-to-implement rotational movement of the adsorption to desorption and vice versa.
  • the sorption element no longer has to be laboriously displaced and possibly raised or lowered, as is known from the prior art. It is only a rotary motion required in which, in contrast to the prior art, no large masses must be moved. Lower maintenance and energy costs are achieved.
  • the sorbent in a preferred embodiment has a porosity of 70 to 300 channels per square inch.
  • the sorption element may be a circular disk, but other nearly round shapes, polygons or rectangular shapes are also conceivable.
  • a disc-shaped design of a corresponding sorption element allows a particularly space-saving creation of a device according to the invention.
  • the sorption element is configured as a monolith. These can be regularly shaped monoliths with straight channels.
  • the wall thickness is best less than 0.5 mm.
  • foam structures or beds which are introduced into a cage.
  • nonwovens or other textiles are suitable.
  • the sorption element can be composed of a plurality of identical elements.
  • the sorption element is preferably designed for the adsorption of carbon dioxide from a gas mixture containing carbon dioxide. It preferably consists of a carrier material having a low specific heat capacity, for example of cordierite or Al 2 O 3, and has a coating with an amine-functionalized adsorbent, for example polyethyleneimine. There can be others too
  • Sorption element is preferably divided into two areas, which are separated from each other by means of a thermally insulating structure.
  • the thermally insulating structure is arranged to isolate the parts of the sorbent element that are currently in the adsorption or desorption space. Any number of subdivisions can be selected, but four areas are preferred.
  • the present invention is particularly suitable for the production of portable devices for the production of carbon dioxide, which can be realized, for example, using known standard containers.
  • a corresponding standard container for example a so-called '40' container, in this case at least partially forms the desorption space.
  • a receptacle is arranged, which rotatably receives the at least one sorption element.
  • the at least one sorption element is arranged, for example, with its lower half in the interior of the container, the upper half protrudes beyond the upper edge of the container and into an adsorption space formed on the container.
  • Standard containers of the type explained are available worldwide at low cost. Furthermore, the use of a standard container allows a particularly simple creation of a portable device that can be transported with widely available transport facilities.
  • the device may in particular also be designed to be dismantled. Due to the simple and inexpensive construction of the device according to the invention can be used for larger capacity requirements of several such devices and, for example, to a common
  • Liquefaction, purification and steam generating unit are connected.
  • Sorption element is from the arrangement for transport and maintenance, such as the new coating with polyethyleneimine, easily removable. As a resource for a corresponding device only electricity and low pressure steam, such as waste heat, required. These can be provided without problems.
  • a partition wall is provided with a recess into which the at least one sorption element is fitted.
  • a disc-shaped sorption element can be inserted vertically into a corresponding recess and is rotatable within this recess, but both halves (eg above and below the partition) are largely isolated from each other are.
  • the at least one adsorption space is designed as a channel structure open on both sides to form an air space.
  • a corresponding channel may, for example, be formed on an upper side of the already mentioned standard container, for example in the form of two semi-arches, as also explained with reference to FIG.
  • One or more corresponding channels may be passive
  • a part of the at least one sorption element is arranged at any time in the at least one adsorption space, so that it can be flowed through by a corresponding air flow.
  • a process according to the invention and the apparatus used therefor are suitable for the cost-saving recovery of C0 2 . They can be used on the one hand for the separation of C0 2 from air or exhaust gases. Due to the simple design they are mobile and can also be used in remote areas where other extraction processes, such as adsorption in liquid adsorbers, are too expensive.
  • FIG. 2 shows a device according to a particularly preferred embodiment of the invention in perspective view
  • FIG. 3 shows a sorption element according to a particularly preferred embodiment
  • FIG. 4 shows a sorption element according to a particularly preferred embodiment of the invention in plan view.
  • Figure 2 is a device for the recovery of carbon dioxide from a
  • Carbon dioxide-containing gas mixture in particular from air, shown schematically in a perspective view and designated 100 in total.
  • the device 100 is designed, for example, on the basis of a 40 'standard container which forms the desorption space 4 of the device, which is also explained below.
  • Core of the device 100 are in the example shown, two circular disk-shaped sorption elements 1, which are arranged vertically in the device 100 and each rotatable about an axis 2 which is perpendicular to a disk surface.
  • the axles 2 are each held in suitable seats 3 and can be driven by drives, not shown, for example an electric motor with a gear.
  • the sorption elements 1 can be rotated about the axes 2 and thereby preferably occupy two or more (latching) positions.
  • each sorption element 1 is in each case an adsorption space 10, which is constructed as explained below, another part is located in a desorption space 4, which is formed for example by the mentioned 40 'standard container.
  • the arranged in the adsorption 10 parts of the sorbent elements 1 are available for adsorption of carbon dioxide from a gas mixture.
  • a partition 5 which has, for example, sealable recesses for the sorption elements 1, so that in the desorption chamber 4 introduced steam is not in the Adsorption 10 can pass and no air from the adsorption 10 reaches the desorption 4.
  • the adsorption spaces 10 are defined using two here half-bow-shaped structures 6, which may be formed as shown in the example, but also example, one or both sides funnel-shaped be formed in order to ensure a favorable influence on an air flow flowing through the sorbent elements 1.
  • a separating structure 7 can be provided which seals against the sorption elements 1 is or sufficiently close to these
  • the sorption elements 1 are formed with channels through which a stream of a carbon dioxide-containing gas mixture, for example of air, can pass.
  • the sorption elements 1 may for example be formed from two half-discs, as explained with reference to Figure 3, wherein each of the half-slices, optionally divided into segments, for example one with
  • Polyethyleneimine coated ceramic monolithic structure in a thickness of 1 to 20 cm with 70 to 300 channels per square inch of cross-sectional area may have.
  • Fans or other flow-influencing means 9 can also be provided in the context of the present invention in order to ensure an air flow through the sorption elements 1.
  • the corresponding sorption element 1 can be rotated by 180 °, for example by means of motors, not shown, so that this part is brought into the desorption space 4.
  • steam which can be passed for example via lines 8 through the desorption 4, the
  • Carbon dioxide are desorbed from the adsorption of the sorbent elements 1.
  • the adsorbent material is thereby regenerated and can subsequently be spent again in the adsorption 10, where in the meantime in turn regenerated adsorbent adsorbs carbon dioxide from the gas stream.
  • a sorption element 1 which is suitable for use in a device according to FIG. 2 is shown schematically in plan view and designated as 1 above.
  • the sorption element 1 is designed in the form of a circular disk, wherein the axis 2 extends vertically to the disk surface.
  • the sorbent 1 has two halves, each containing an adsorbent 1 1. The two halves are separated from each other by a separation or insulating structure 12.
  • the adsorption material 1 1 may be formed as previously explained.
  • the adsorption material 11 may also be surrounded by a suitable support structure 13. Notwithstanding the representation of FIG. 3, the two halves of the sorption element 1 can also be segmented in each case, for example for increasing the structural stability.
  • FIG. 4 shows a sorption element 1 according to a further embodiment of the invention with four segments which are separated by a separating structure 12 and which each contain a previously explained adsorption material 11. Notwithstanding the above explanations, it is also possible here to rotate the sorption element in each case only by 90 ° in the device 100 of FIG. 2, so that in each case one fourth of a corresponding sorption element is fed to desorption or adsorption.

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Abstract

The invention relates to a method and to a device (100) for recovering carbon dioxide from a gas mixture containing carbon dioxide. At least one sorption element (1) in at least one adsorption chamber (10) is charged with carbon dioxide from the gas mixture and is then stripped of carbon dioxide in at least one desorption chamber (4) by means of at least one desorption fluid. According to the invention, when the gas mixture is passed through the sorption element, flow conditions and residence times are set such that the pressure loss of the gas mixture between its entry into the sorption element and exit from the sorption element is restricted to a range of between 0.5 and 2 mbar.

Description

Beschreibung  description
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR GEWINNUNG VON KOHLENDIOXID AUS EINEM KOHLENDIOXID ENTHALTENDEN GASGEMISCH MITTELS ADSORPTION MIT NIEDRIGEMMETHOD AND DEVICE FOR OBTAINING CARBON DIOXIDE FROM A CARBON DIOXIDE COMPRISING A GAS MIXTURE USING LOW ADSORPTION
DRUCKVERLUST PRESSURE DROP
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Kohlendioxid aus einem The invention relates to a method for the production of carbon dioxide from a
Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisch, wobei das Gasgemisch in einem  Carbon dioxide-containing gas mixture, wherein the gas mixture in a
Adsorptionsraum durch wenigstens ein Sorptionselement geleitet wird und  Adsorption is passed through at least one sorbent element and
Kohlendioxid an dem Sorptionselement adsorbiert wird, und das Sorptionselement anschließend in einen Desorptionsraum überführt wird und dort das Kohlendioxid mit Hilfe eines Desorptionsfluides desorbiert wird.  Carbon dioxide is adsorbed to the sorbent, and the sorbent is then transferred to a desorption space and there the carbon dioxide is desorbed by means of a desorption.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Gewinnung von Kohlendioxid aus einem Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisch mit wenigstens einem beweglichen Sorptionselement, das dafür eingerichtet ist, in wenigstens einem Adsorptionsraum mit Kohlendioxid, aus dem Gasgemisch, beladen und in wenigstens einem  Furthermore, the invention relates to a device for obtaining carbon dioxide from a gas mixture containing carbon dioxide with at least one movable sorption element which is adapted to be loaded in at least one adsorption space with carbon dioxide, from the gas mixture, and in at least one
Desorptionsraum mittels wenigstens eines Desorptionsfluides von dem Kohlendioxid befreit zu werden.  Desorption space to be freed by means of at least one desorption of the carbon dioxide.
Die Abtrennung von Kohlendioxid (C02) aus der Luft ist in Bezug auf die The separation of carbon dioxide (C0 2 ) from the air is in relation to the
Klimaschädlichkeit des C02 von besonderem Interesse. Zudem kann C02 in Climate damage of C0 2 of particular interest. In addition, C0 2 in
verschiedenen chemischen oder lebensmitteltechnischen Prozessen als Rohstoff oder Zusatz eingesetzt werden. Bisher wird C02 jedoch hauptsächlich aus den various chemical or food processing processes can be used as a raw material or additive. So far, however, C0 2 mainly from the
Nebenströmen von Erdgasanlagen, Raffinerien oder anderen chemischen Anlagen gewonnen, da mit den dort vorhandenen hohen C02 Konzentrationen und den eingesetzten chemischen oder physikalischen Aufreinigungsmethoden, Kosten von weniger als 50 $/t gasförmiges C02 erreicht werden. In den chemischen By-pass streams from natural gas plants, refineries or other chemical plants are obtained, since with the high C0 2 concentrations present there and the chemical or physical purification methods used, costs of less than 50 $ / t gaseous CO 2 are achieved. In the chemical
Aufreinigungsmethoden werden bevorzugt Waschverfahren mit aminhaltigen Lösungen eingesetzt. C02 liegt, im Vergleich mit den oben genannten C02 haltigen Strömen, in Luft allerdings nur mit einem Anteil von ca. 400 vppm vor, so dass bei der Verwendung der gleichen Verfahren zur Abtrennung von C02 aus Luft, Kosten von ca. 2500 $/t C02 entstehen würden (A. Grübler, 2003, Technology and Global Change, Cambridge University Press, S. 230). Ein alternatives Verfahren zur adsorptiven Entfernung von Kohlendioxid aus der Umgebungsluft oder anderen kohlendioxidhaltigen Purification methods are preferably used washing method with amine-containing solutions. C0 2 is compared with the above C0 2 containing streams, in air but only with a part of about 400 vppm before, so when using the same process for removing C0 2 from air, a cost of about 2500 $ / t C0 2 (A. Grübler, 2003, Technology and Global Change, Cambridge University Press, p. 230). An alternative method for the adsorptive removal of carbon dioxide from the ambient air or other carbon dioxide-containing
Gasgemischen bieten feste Adsorbentien. So wird C02 aus der Atemluft in geschlossenen Räumen, beispielsweise auf Unterseebooten oder in der Raumfahrt, mit festen Adsorbentien entfernt. Gas mixtures provide solid adsorbents. So C0 2 is out of the breath in enclosed spaces, for example, on submarines or in space, with fixed adsorbents.
In seit langem bekannten Anlagen zur kryogenen Luftzerlegung, welche ebenfalls feste Adsorbentien aufweisen, wird neben verschiedenen Hauptprodukten auch C02 abgetrennt, da es sich hier um eine Verunreinigung der Hauptprodukte handelt. Die gezielte C02 Gewinnung durch ein solches Verfahren (als Hauptprodukt), ist jedoch selbst in modernen Luftzerlegungsanlagen unwirtschaftlich und wird daher nicht verfolgt. Die festen Adsorbentien haben bei konventioneller Anwendung den Nachteil, dass sie in der Herstellung wesentlich teurer sind und Verunreinigungen in der Luft, wie SOx oder NOx zur Deaktivierung führen und die Adsorbentien daher mit der Zeit ausgetauscht werden müssen. In long-known systems for cryogenic air separation, which also have solid adsorbents, C0 2 is separated in addition to various main products, since this is an impurity of the main products. The targeted C0 2 extraction by such a process (as the main product), however, is uneconomical even in modern air separation plants and is therefore not pursued. The solid adsorbents have the disadvantage in conventional use that they are much more expensive to manufacture and impurities in the air, such as SO x or NO x lead to deactivation and the adsorbents must therefore be replaced over time.
Durch Verbesserungen der Adsorbentien, in dem sie beispielsweise, mit mit C02 reagierenden Chemikalien, funktionalisiert werden, wird versucht eine wirtschaftlichere Möglichkeit zur C02 Abtrennung zu realisieren. Improvements in the adsorbents, in which they are functionalized, for example, with C0 2 reacting chemicals, is trying to realize a more economical way to C0 2 separation.
Als Adsorbens in derartigen Verfahren können insbesondere AminfunktionalisierteAs adsorbent in such processes, in particular amine-functionalized
Stoffe eingesetzt werden, wie sie in WO 2013/052637 beschrieben werden. Die Amine, beispielsweise Polyethylenimin, werden typischerweise mittels geeigneter Koppler, auf poröse Träger (Matrices) aufgebracht oder sogar bei der Herstellung der Träger direkt dem Trägermaterial zugemischt. Als Träger können geeignete Polymere und insbesondere Silikate eingesetzt werden. Weitere einsetzbare Träger sind Zellstoffe oder Glasfasern und, wie im Rahmen der vorliegenden Erfindung von besonderem Interesse, poröse Monolithstrukturen. Substances are used, as described in WO 2013/052637. The amines, for example polyethyleneimine, are typically applied to porous carriers (matrices) by means of suitable couplers or even added directly to the carrier material during the preparation of the carriers. As carrier suitable polymers and in particular silicates can be used. Further usable carriers are pulps or glass fibers and, as is of particular interest in the context of the present invention, porous monolith structures.
Geeignete Silikate wie MCM-41 weisen eine hexagonale Mesostruktur auf. Soll das adsorbierte Kohlendioxid durch Desorption mittels Dampf zurückgewonnen werden, eignen sich insbesondere thermisch und hydrothermisch stabile Silikate wie SBA-15 als Träger. Entsprechende Materialien sind insbesondere für die bei der Desorption verwendeten Bedingungen ausgelegt. Bei der Desorption wird beispielsweise Dampf mit einer Temperatur von bis zu 120°C eingesetzt. Die vorliegende Erfindung eignet sich grundsätzlich zur Verwendung mit sämtlichen der erwähnten Adsorptionsmaterialien, wobei unter einem "Adsorptionsmaterial" im Folgenden ein Träger mit dem darauf aufgebrachten oder integrierten Adsorbens verstanden wird. Die Erfindung ist grundsätzlich auch für andere Adsorbentien als Polyethylenimin geeignet. Aus US 8 163 066 B2 ist ein Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid aus kohlendioxidhaltiger Umgebungsluft bekannt, bei dem ein Luftstrom durch eine vertikal angeordnete Kohlendioxideinfangstruktur geleitet wird. Die Einfangstruktur trägt ein Aminadsorbens, an das das Kohlendioxid adsorbiert. Suitable silicates such as MCM-41 have a hexagonal mesostructure. If the adsorbed carbon dioxide is to be recovered by desorption by means of steam, in particular thermally and hydrothermally stable silicates such as SBA-15 are suitable as a carrier. Corresponding materials are especially designed for the conditions used during desorption. In the desorption, for example, steam at a temperature of up to 120 ° C is used. The present invention is in principle suitable for use with all of the adsorption materials mentioned, wherein an "adsorption material" is understood below to mean a carrier having the adsorbent applied or integrated thereon. The invention is in principle also suitable for adsorbents other than polyethyleneimine. From US 8 163 066 B2 a method for removing carbon dioxide from carbon dioxide-containing ambient air is known, in which an air stream is passed through a vertically arranged carbon dioxide capture structure. The capture structure carries an amine adsorbent to which the carbon dioxide adsorbs.
Nach der Adsorption des Kohlendioxids wird die Kohlendioxideinfangstruktur gemäß der US 8 163 066 B2 komplett in einen Desorptionsraum bewegt. In diesem wird Dampf durch die Kohlendioxideinfangstruktur geleitet. Das desorbierte Kohlendioxid wird aus dem Desorptionsraum zusammen mit verbleibendem Dampf ausgeleitet. Anschließend wird die Kohlendioxideinfangstruktur wieder aus dem Desorptionsraum entnommen und steht damit in regenerierter Form zur Adsorption von Kohlendioxid bereit. After adsorption of the carbon dioxide, the carbon dioxide capture structure according to US Pat. No. 8,163,066 B2 is moved completely into a desorption space. In this, steam is passed through the carbon dioxide capture structure. The desorbed carbon dioxide is discharged from the desorption space together with remaining steam. Subsequently, the carbon dioxide capture structure is removed again from the desorption space and is thus ready in regenerated form for the adsorption of carbon dioxide.
Vorrichtungen zur adsorptiven Entfernung von Verunreinigungen aus Gasgemischen oder zur Gastrocknung, die ein bewegliches Sorptionselement besitzen, sind bekannt. So beschreibt US 3 176 466 bereits einen keramischen, waagerecht gelagerten, drehbaren Monolithen oder DE 197 03 793 ein drehbares Rad, welches eine Devices for the adsorptive removal of impurities from gas mixtures or for gas drying, which have a movable sorption element, are known. For example, US Pat. No. 3,176,466 already describes a ceramic, horizontally mounted, rotatable monolith or DE 197 03 793 a rotatable wheel, which has a
Sorptionsschüttung enthält, zur Trocknung und Entfeuchtung von Gasen. Die Länge der Sorptionsbetten oder Dicke der Sorptionselemente wurde für die Entfeuchtung von Gasen jedoch bisher nicht beschrieben. Sorbent bed contains, for drying and dehumidifying gases. However, the length of sorption beds or thickness of the sorbents has not been previously described for the dehumidification of gases.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Gewinnung von The known from the prior art devices for the production of
Kohlendioxid aus entsprechenden Gasgemischen erweisen sich jedoch in ihrer Erstellung und in ihrem Betrieb als energetisch und wirtschaftlich ausgesprochen aufwand ig. However, carbon dioxide from corresponding gas mixtures proves to be extremely costly and economically expensive to produce and to operate.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren benötigen zur Gewinnung von Kohlendioxid aus einem Gasgemisch in der Regel dicke bzw. lange Sorptionselemente oder spezielle und teure Adsorbentien. Durch die Dicke steigt nicht nur der Materialaufwand, sondern auch der apparative Aufwand zur Strömungsführung des Gasgemisches um etwaige Druckverluste zu minimieren. Die Gewinnung von C02 aus der Umgebungsluft ist deshalb bisher unwirtschaftlich. Die Gewinnung einer Tonne C02 aus Umgebungsluft darf nicht mehr kosten als die Gewinnung aus konventionellen Quellen also weniger als 50 $. Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Gewinnung von Kohlendioxid bereitzustellen, die sich einfach und kostengünstig erstellen und betreiben lässt. Diese Aufgabe wird verfahrensseitig dadurch gelöst, dass beim Durchleiten desThe devices and methods known from the prior art generally require thick or long sorption elements or special and expensive adsorbents for obtaining carbon dioxide from a gas mixture. The thickness increases not only the cost of materials, but also the equipment required for flow guidance of the gas mixture to minimize any pressure losses. The recovery of C0 2 from the ambient air is therefore previously uneconomical. Extraction of one ton of C0 2 from ambient air must not cost more than extraction from conventional sources, ie less than $ 50. The present invention therefore has for its object to provide an improved method and apparatus for obtaining carbon dioxide, which can be easily and inexpensively created and operated. This object is achieved by the method that when passing the
Gasgemisches durch das Sorptionselement Strömungsverhältnisse und Verweilzeiten derart eingestellt werden, dass der Druckverlust des Gasgemisches zwischen Eintritt in das Sorptionselement und Austritt aus dem Sorptionselement auf einen Bereich zwischen 0,5 und 2 mbar begrenzt wird. Gas mixtures are set by the sorbent flow conditions and residence times such that the pressure loss of the gas mixture between entry into the sorbent and exit from the sorbent is limited to a range between 0.5 and 2 mbar.
Der Erfindung liegt die für den Fachmann überraschende Erkenntnis zu Grunde, dass bei einer optimierten Betrachtung verschiedener Faktoren, die zu den Kosten einer Tonne C02 beitragen (beispielsweise Kosten und Geometrie der Sorptionselemente, Kosten für die Aufrechthaltung der Strömungsführung), der Druckverlust als der entscheidende Faktor zur Reduzierung der Kosten identifiziert werden konnte. The invention is based on the discovery, which is surprising to the skilled person, that, when considering various factors contributing to the cost of a ton of CO 2 (for example cost and geometry of the sorption elements, costs for maintaining the flow guidance), the pressure loss is the decisive one Factor to reduce costs could be identified.
Der Druckverlust ist ein wesentliches Kriterium, um ein Verfahren wirtschaftlich zu gestalten, da um eine Tonne C02 aus Luft zu gewinnen, ca. 1666 1 Luft bewegt werden müssen. Das Diagramm in Figur 1 stellt die Energiekosten A (in US $ pro Tonne Gas bei einem Energiepreis von 0,08 /kWh) der Konzentration verschiedener Gase B in Luft gegenüber. Gezeigt sind vier verschiedene Gewinnungsmethoden. Kurve 1 stellt die Gewinnung in einem konventionellen Luftzerleger dar und Kurve 4 ein ideales reversibles Verfahren zur Trennung der Bestandteile. Kurve 2 zeigt im Vergleich zum idealen Verfahren ein Verfahren mit einem Druckverlust von 250 mbar und Kurve 3 ein Verfahren mit nur 1 mbar Druckverlust. Bisher verwendete Verfahren weisen einen Druckverlust im Bereich von 250 mbar auf, sodass C02 nicht kostengünstig aus Luft gewonnen werden kann. Wenn der Druckverlust nun auf weniger als 2 mbar reduziert wird, kann die Tonne C02 für ca. 20 US $ Energiekosten aus Luft abgetrennt werden und weiteren Speichereinrichtungen oder Verarbeitungseinrichtungen zugeführt werden. The pressure loss is an essential criterion to make a process economical, since to win a ton of C0 2 from air, about 1666 1 air must be moved. The graph in Figure 1 compares the energy cost A (in US $ per ton of gas at an energy price of 0.08 / kWh) of the concentration of various gases B in air. Shown are four different extraction methods. Curve 1 represents the recovery in a conventional air separation and curve 4 represents an ideal reversible process for separating the components. Curve 2 shows a process with a pressure loss of 250 mbar and curve 3 shows a process with only 1 mbar pressure loss compared to the ideal process. Previously used methods have a pressure drop in the range of 250 mbar, so that C0 2 can not be obtained inexpensively from air. If the pressure loss is now reduced to less than 2 mbar, the ton of C0 2 can be separated from air for about $ 20 in energy costs and fed to other storage facilities or processing facilities.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem "Sorptionselement" eine Struktur verstanden, die ein zuvor erläutertes Adsorptionsmaterial, also beispielsweise einen Träger mit darauf aufgebrachtem oder im Träger integrierten Adsorbens, beispielsweise Polyethylenimin, aufweist. Wie erläutert, kann das Adsorptionsmaterial insbesondere als mit Polyethylenimin beschichtete Monolithstruktur, beispielsweise aus keramischem Material, ausgebildet sein. Entsprechende Monolithstrukturen weisen beispielsweise wabenförmig angeordnete, parallele Kanäle auf, die eine große spezifische Oberfläche bereitstellen und einen geringen Druckverlust aufweisen. Ein Sorptionselement kann neben dem eigentlichen Adsorptionsmaterial auch geeignete Stütz- und/oder Isolationsstrukturen aufweisen, beispielsweise um, wie auch unten erläutert, Segmente des Sorptionselements voneinander zu trennen. In the context of the present invention, a "sorption element" is understood as meaning a structure which has a previously explained adsorption material, that is, for example, a carrier with an adsorbent, for example polyethyleneimine, applied thereto or integrated in the carrier. As explained, the adsorption material may in particular as polyethyleneimine-coated monolith structure, for example ceramic material, be formed. Corresponding monolith structures have, for example, honeycomb-shaped, parallel channels which provide a large specific surface area and have a low pressure loss. In addition to the actual adsorption material, a sorption element can also have suitable supporting and / or insulating structures, for example in order to separate segments of the sorption element from one another, as explained below.
Der im vorliegenden Fall angegebene Druckverlust bezieht sich auf den Druckverlust, den die Gasmischung, während der Adsorption, zwischen dem Eintritt in das The pressure drop indicated in the present case refers to the pressure loss that the gas mixture, during the adsorption, between the entry into the
Sorptionselement und dem Austritt aus dem Sorptionselement erfährt. Die Dicke des Sorptionselementes ist gleichzusetzen mit der Länge eines Adsorptionsbettes. Sorptionselement and the exit from the sorption experiences. The thickness of the sorption element is equal to the length of an adsorption bed.
Gemeint ist die Ausdehnung des Sorptionselements in Strömungsrichtung des What is meant is the expansion of the sorption element in the flow direction of the sorption element
Gasgemisches. Der Druckverlust ist dabei insbesondere abhängig von der Gas mixture. The pressure loss is particularly dependent on the
Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches und der geometrischen Eigenschaften des Sorptionselementes wie Dicke bzw. Länge, Porosität und Tortuosität. Flow rate of the gas mixture and the geometric properties of the sorption element such as thickness or length, porosity and tortuosity.
Um bei dickeren, bisher verwendeten, Sorptionselementen zu einem Druckverlust vonFor thicker, previously used, sorption to a pressure loss of
1 bis 2 mbar zu kommen, ist es notwendig, die Strömungsgeschwindigkeit des 1 to 2 mbar, it is necessary to change the flow rate of the
Gasgemisches zu reduzieren. Dies führt wiederum dazu, dass die Adsorptionszeit erhöht werden muss, damit eine ausreichende Menge an C02 adsorbiert werden kann. Bisher hat der Fachmann zur Reduktion des Druckverlustes eher die Reduce gas mixture. This in turn means that the adsorption time must be increased so that a sufficient amount of C0 2 can be adsorbed. So far, the expert has to reduce the pressure loss rather the
Strömungsgeschwindigkeit der Gasmischung reduziert, da davon ausgegangen wurde, dass durch die geringeren Energiekosten der Strömungsführung die geringeren Adsorptionsmengen pro Zeiteinheit ausgeglichen werden können. Reduced flow rate of the gas mixture, since it was assumed that the lower energy costs of the flow control, the lower adsorption amounts per unit time can be compensated.
Durch die optimierte Betrachtung der verschiedenen Faktoren, in die beispielsweise auch die Kosten für die Sorptionselemente mit eingegangen sind, wurde für den Fachmann überraschend festgestellt, dass der einzuhaltende Druckverlust von unterBy the optimized consideration of the various factors, in which, for example, the costs for the sorption with received, was surprisingly found for the expert that the pressure loss to be maintained by under
2 mbar kostengünstig eher durch eine angepasste Geometrie der Sorptionselemente zu erreichen ist als durch eine Reduzierung der Energiekosten für die 2 mbar is more cost-effective to achieve by an adapted geometry of the sorption elements rather than by a reduction in energy costs for the
Strömungsführung. Flow guidance.
Bei dünneren Sorptionselementen ist der Druckverlust geringer und um den With thinner sorption elements, the pressure loss is lower and around the
Druckverlust maximal im Bereich von 1 bis 2 mbar oder geringer zu halten kann die Strömungsgeschwindigkeit höher gewählt werden als bei dickeren und so pro To maintain a maximum pressure drop in the range of 1 to 2 mbar or less, the flow rate can be set higher than with thicker ones and so on
Zeiteinheit mehr CQ2 gewonnen werden. Für den Fachmann unerwartet ist, dass eine Kombination aus dünnen Sorptionselementen mit einer geeigneten Porosität und einer hohen Strömungsgeschwindigkeit wirtschaftliche Vorteile gegenüber einem dickeren Sorptionselement mit einer niedrigeren Strömungsgeschwindigkeit bietet. Dies ist möglich, da der stofftransportlimitierende Schritt der C02 Transport von der Gasphase an die Wandfläche der Poren bzw. Kanäle, innerhalb eines Sorptionselementes, ist und nicht die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion des C02 mit dem C02 Time unit more CQ 2 won. For the expert is unexpected that a Combining thin sorbent elements with a suitable porosity and high flow rate offers economic advantages over a thicker sorbent element with a lower flow rate. This is possible because the mass transport limiting step of CO 2 is transport from the gas phase to the wall surface of the pores or channels, within a sorbent element, and not the rate of chemical reaction of CO 2 with CO 2
adsorbierendem Stoff, mit dem das Sorptionselement beschichtet oder der in den Träger integriert ist, ist. (z.B. C02 mit einem Amin). Besonders bevorzugt wird das Verfahren, wenn es sich bei dem Gasgemisch um Luft handelt und als Desorptionsfluid Wasserdampf verwendet wird. Bei dem Gasgemisch kann es sich um natürlich vorkommende Luft oder um mit C02 ab- oder angereicherter Luft handeln. Diese weist eine C02 Konzentration von 350 bis 800 vppm auf, insbesondere 400 vppm. Der C02 Gehalt der Umgebungsluft schwankt jedoch standortbedingt und durch klimatische Bedingungen. Zur Herstellung des adsorbent material coated with the sorbent element or integrated into the carrier. (eg C0 2 with an amine). The method is particularly preferred when the gas mixture is air and water vapor is used as the desorption fluid. The gas mixture may be naturally occurring air or C0 2 depleted or enriched air. This has a C0 2 concentration of 350 to 800 vppm, in particular 400 vppm. However, the C0 2 content of the ambient air varies due to location and climatic conditions. For the production of
Wasserdampfes als Desorptionsfluid können vom Fachmann bekannte Verfahren angewandt werden.  Water vapor as desorption fluid can be applied by methods known in the art.
Vorteilhafterweise wird das Gasgemisch mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 bis 20 m/s, insbesondere von 3 bis 10 m/s durch das Sorptionselement geführt. Die geeignete Strömungsgeschwindigkeit kann durch eine geschickte Strömungsführung angepasst werden oder durch Ventilatoren erzeugt werden. Advantageously, the gas mixture is passed through the sorption element at a flow rate of 1 to 20 m / s, in particular of 3 to 10 m / s. The appropriate flow rate can be adjusted by skillful flow guidance or generated by fans.
Das Desorptionsfluid wird bevorzugter Weise mit einer Menge von 5 bis 200 kg/h, insbesondere von 30 bis 100 kg/h durch das Sorptionselement geführt. The desorption fluid is preferably passed through the sorption element at a rate of from 5 to 200 kg / h, in particular from 30 to 100 kg / h.
Das Sorptionselement hat vorteilhafterweise eine Verweilzeit von 1 bis 5 min im Adsorptionsraum und eine Verweilzeit von 1 ,5 bis 2,5 min im Desorptionsraum. Besonders bevorzugt wird ein Verfahren bei dem die Adsorption bei 1 bis 50 °C, insbesondere 40 °C und die Desorption bei 50 bis 120 °C, bevorzugt bei 60 bis 1 19 °C durchgeführt wird. Die Abtrennung des desorbierten C02 vom Wasserdampf geschieht durch einen einfachen Kondensationsprozess bei dem das Gemisch von C02 und Wasserdampf abgekühlt wird und der Wasserdampf zu flüssigem Wasser kondensiert. Hierbei werden je nach verfügbarer Kühlmethode Temperaturen zwischen 5 und 40 °C verwendet. The sorption element advantageously has a residence time of 1 to 5 minutes in the adsorption space and a residence time of 1.5 to 2.5 minutes in the desorption space. Particularly preferred is a method in which the adsorption at 1 to 50 ° C, in particular 40 ° C and the desorption at 50 to 120 ° C, preferably at 60 to 1 19 ° C is performed. The separation of the desorbed C0 2 from the steam is done by a simple condensation process in which the mixture of C0 2 and water vapor is cooled and the water vapor condenses to liquid water. Depending on the available cooling method, temperatures between 5 and 40 ° C are used.
Das C02 kann anschließend gespeichert werden oder direkt weiter verwendet werden. Das flüssige Wasser kann entsorgt werden oder im Kreislauf gefahren werden und wieder zu Wasserdampf erhitzt werden. The C0 2 can then be stored or used directly. The liquid water can be disposed of or recycled and heated again to steam.
Das Verfahren wird bevorzugt so durchgeführt, dass das wenigstens eine The method is preferably carried out such that the at least one
Sorptionselement so gedreht wird, dass sich zu jedem Zeitpunkt ein Teil des wenigstens einen Sorptionselementes in dem wenigstens einen Adsorptionsraum und ein anderer Teil des wenigstens einen Sorptionselementes in dem wenigstens einen Desorptionsraum befindet. Sorption is rotated so that at any time a part of the at least one sorbent in the at least one adsorption space and another part of the at least one sorbent in the at least one desorption space.
Vorrichtungsseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das wenigstens eine On the device side, the object is achieved in that the at least one
Sorptionselement derart ausgebildet ist, dass der Druckverlust des Gasgemisches zwischen Eintritt und Austritt in das Sorptionselement auf einen Bereich zwischen 0,5 und 2 mbar begrenzbar ist. Sorption element is designed such that the pressure loss of the gas mixture between inlet and outlet in the sorption element can be limited to a range between 0.5 and 2 mbar.
Besonders bevorzugt weist das Sorptionselement in Anströmrichtung eine Dicke zwischen 1 und 20 cm, bevorzugt zwischen 2 und 5 cm, insbesondere 3 cm auf. Vorteilhafterweise ist das das bewegliche Sorptionselement scheibenförmig  Particularly preferably, the sorption element in the direction of flow has a thickness between 1 and 20 cm, preferably between 2 and 5 cm, in particular 3 cm. Advantageously, this is the movable sorption disk-shaped
ausgebildet ist und um eine Achse drehbar angebracht. Mit anderen Worten kann ein derartiges Sorptionselement in der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart gedreht werden, dass sich ein Teil des Sorptionselements, der sich zuvor in einem is formed and mounted rotatably about an axis. In other words, such a sorption element in the device according to the invention can be rotated in such a way that a part of the sorption element, which was previously in a
Desorptionsraum befunden hat, in einen Adsorptionsraum gedreht wird und ein anderer Teil des wenigstens einen Sorptionselements, der sich zuvor in dem Desorptionsraum has been turned into an adsorption space and another part of the at least one sorption element, previously in the
Adsorptionsraum befunden hat, in den Desorptionsraum gedreht wird. Adsorption space has been found in the desorption space is rotated.
Die Achse ist dabei vorzugsweise senkrecht zu einer Scheibenfläche angeordnet. Die Sorptionselemente sind so bevorzugter Weise senkrecht im Ad- und Desorptionsraum angeordnet. Abweichungen und leichte Neigungen sind jedoch möglich. Die The axis is preferably arranged perpendicular to a disk surface. The sorption elements are thus preferably arranged vertically in the adsorption and desorption space. Deviations and slight inclinations are possible. The
Positionierung ist unter anderem abhängig von der Strömungsführung der Positioning depends, among other things, on the flow guidance of the
Gasmischung. Gas mixture.
Der Durchmesser des Sorptionselementes beträgt vorteilhafterweise von 1 bis 10 m. Der Durchmesser kann jedoch auch kleiner als 1 m sein. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird hierdurch eine einfache und kostengünstige sowie platzsparende  The diameter of the sorption element is advantageously from 1 to 10 m. However, the diameter may be less than 1 m. In contrast to the prior art, this is a simple and inexpensive and space-saving
Vorrichtung geschaffen, bei der ein Sorptionselement bzw. dessen Adsorptionsmaterial lediglich durch eine einfach zu realisierende Drehbewegung von der Adsorption zur Desorption und umgekehrt überführt werden kann. Ein entsprechendes Device provided in which a sorption element or its adsorption material can be converted only by an easy-to-implement rotational movement of the adsorption to desorption and vice versa. A corresponding
Sorptionselement muss daher nicht mehr, wie aus dem Stand der Technik bekannt, aufwändig verschoben und ggf. angehoben oder abgesenkt werden. Es ist lediglich eine Drehbewegung erforderlich, bei der im Gegensatz zum Stand der Technik keine großen Massen bewegt werden müssen. Es werden so geringere Wartungs- und Energiekosten erreicht. Therefore, the sorption element no longer has to be laboriously displaced and possibly raised or lowered, as is known from the prior art. It is only a rotary motion required in which, in contrast to the prior art, no large masses must be moved. Lower maintenance and energy costs are achieved.
Das Sorptionselement hat in einer bevorzugten Ausgestaltungsform eine Porosität von 70 bis 300 Kanäle pro Quadratzoll. The sorbent in a preferred embodiment has a porosity of 70 to 300 channels per square inch.
Bei dem Sorptionselement kann es sich um eine Kreisscheibe handeln, es sind jedoch auch andere nahezu runde Formen, Vielecke oder rechteckige Formen denkbar. Eine scheibenförmige Ausbildung eines entsprechenden Sorptionselements ermöglicht eine besonders platzsparende Erstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.  The sorption element may be a circular disk, but other nearly round shapes, polygons or rectangular shapes are also conceivable. A disc-shaped design of a corresponding sorption element allows a particularly space-saving creation of a device according to the invention.
Bevorzugterweise ist das Sorptionselement als Monolith ausgestaltet. Hierbei kann es sich um regelmäßig geformte Monolithe mit geraden Kanälen handeln. Die Wanddicke beträgt am besten weniger als 0,5 mm. Denkbar sind jedoch auch Schaumstrukturen oder Schüttungen, die in einen Käfig eingebracht werden. Ebenso eignen sich Vliese oder andere Textilien. Das Sorptionselement kann aus einer Vielzahl von gleichen Elementen zusammengesetzt sein. Preferably, the sorption element is configured as a monolith. These can be regularly shaped monoliths with straight channels. The wall thickness is best less than 0.5 mm. However, it is also conceivable foam structures or beds, which are introduced into a cage. Likewise, nonwovens or other textiles are suitable. The sorption element can be composed of a plurality of identical elements.
Wichtig dabei ist, dass zur Aufrechterhaltung der Strömungsgeschwindigkeit von 1 bis 20 m/s, insbesondere von 3 bis 10 m/s, kein Druckabfall, über das Adsorptionsbett, größer als 10 mbar, insbesondere 2 mbar auftritt. Bevorzugt ist das Sorptionselement zur Adsorption von Kohlendioxid aus einem Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisch eingerichtet. Es besteht vorzugsweise aus einem Trägermaterial mit niedriger spezifischer Wärmekapazität, beispielsweise aus Cordierit oder Al203 und weist eine Beschichtung mit einem aminfunktionalisierten Adsorbent, beispielsweise Polyethylenimin, auf. Es können auch andere dem It is important that to maintain the flow rate of 1 to 20 m / s, in particular from 3 to 10 m / s, no pressure drop over the adsorption, greater than 10 mbar, especially 2 mbar occurs. The sorption element is preferably designed for the adsorption of carbon dioxide from a gas mixture containing carbon dioxide. It preferably consists of a carrier material having a low specific heat capacity, for example of cordierite or Al 2 O 3, and has a coating with an amine-functionalized adsorbent, for example polyethyleneimine. There can be others too
Fachmann bekannte Stoffe zur Adsorption von C02 verwendet werden. Das Expert known substances are used for the adsorption of C0 2 . The
Sorptionselement ist vorzugsweise in zwei Bereiche, die mittels einer thermisch isolierenden Struktur voneinander getrennt sind, aufgeteilt. Die thermisch isolierende Struktur ist so angeordnet, dass sie die Teile des Sorptionselementes, welche sich gerade im Ad- oder Desorptionsraum befinden voneinander isoliert. Es können beliebig viele Unterteilungen gewählt werden, bevorzugt werden jedoch vier Bereiche. Die vorliegende Erfindung eignet sich in besonderer Weise zur Erstellung von transportablen Vorrichtungen zur Gewinnung von Kohlendioxid, die beispielsweise unter Verwendung bekannter Normcontainer realisiert werden können. Ein Sorption element is preferably divided into two areas, which are separated from each other by means of a thermally insulating structure. The thermally insulating structure is arranged to isolate the parts of the sorbent element that are currently in the adsorption or desorption space. Any number of subdivisions can be selected, but four areas are preferred. The present invention is particularly suitable for the production of portable devices for the production of carbon dioxide, which can be realized, for example, using known standard containers. One
entsprechender Normcontainer, beispielsweise ein sogenannter 40'-Container, bildet in diesem Fall zumindest teilweise den Desorptionsraum. Auf einem entsprechenden Container ist erfindungsgemäß eine Aufnahme angeordnet, die das wenigstens eine Sorptionselement drehbar aufnimmt. Das wenigstens eine Sorptionselement ist dabei beispielsweise mit seiner unteren Hälfte in dem Innenraum des Containers angeordnet, die obere Hälfte ragt über den oberen Rand des Containers hinaus und in einen auf dem Container ausgebildeten Adsorptionsraum hinein. Eine entsprechende corresponding standard container, for example a so-called '40' container, in this case at least partially forms the desorption space. On a corresponding container according to the invention a receptacle is arranged, which rotatably receives the at least one sorption element. The at least one sorption element is arranged, for example, with its lower half in the interior of the container, the upper half protrudes beyond the upper edge of the container and into an adsorption space formed on the container. A corresponding
Vorrichtung kann besonders einfach und kostengünstig erstellt werden, da Device can be created very easily and inexpensively because
Normcontainer der erläuterten Art weltweit zu geringen Kosten verfügbar sind. Ferner ermöglicht die Verwendung eines Normcontainers eine besonders einfache Erstellung einer transportablen Vorrichtung, die mit überall verfügbaren Transporteinrichtungen transportiert werden kann. Die Vorrichtung kann insbesondere auch zerlegbar ausgebildet sein. Aufgrund der einfachen und kostengünstigen Erstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können für größere Kapazitätserfordernisse mehrere solcher Vorrichtungen verwendet und beispielsweise an eine gemeinsame Standard containers of the type explained are available worldwide at low cost. Furthermore, the use of a standard container allows a particularly simple creation of a portable device that can be transported with widely available transport facilities. The device may in particular also be designed to be dismantled. Due to the simple and inexpensive construction of the device according to the invention can be used for larger capacity requirements of several such devices and, for example, to a common
Verflüssigungs-, Aufreinigungs- und Dampferzeugungseinheit angebunden werden. Wie erläutert, ist das Drehen des wenigstens einen Sorptionselements im Vergleich zum Anheben mittels einer beispielsweise hydraulischen Anordnung unter Verwendung eines vergleichsweise kleinen elektrischen Motors mit geringem Energiebedarf und einem einfach und kostengünstig ausbildbaren Getriebe möglich. Das Liquefaction, purification and steam generating unit are connected. As explained, it is possible to rotate the at least one sorption element in comparison to lifting by means of, for example, a hydraulic arrangement using a comparatively small, low-power electric motor and a transmission which can be formed simply and inexpensively. The
Sorptionselement ist aus der Anordnung für Transport und Wartung, beispielsweise die Neubeschichtung mit Polyethylenimin, einfach entnehmbar. Als Betriebsmittel für eine entsprechende Vorrichtung sind nur Strom und Niederdruckdampf, beispielsweise Abwärmedampf, erforderlich. Diese können unproblematisch bereitgestellt werden. Besonders bevorzugt ist zwischen dem wenigstens einen Adsorptionsraum und dem wenigstens einen Desorptionsraum eine Trennwand mit einer Aussparung vorgesehen, in die das wenigstens eine Sorptionselement eingepasst ist. Ein scheibenförmig ausgebildetes Sorptionselement kann dabei vertikal in eine entsprechende Aussparung eingesetzt werden und ist innerhalb dieser Aussparung drehbar, wobei jedoch beide Hälften (z.B. oberhalb und unterhalb der Trennwand) weitgehend voneinander isoliert sind. Insbesondere kann in einer derartigen Anordnung eine Abdichtung vorgesehen sein, die dafür sorgt, dass in dem Desorptionsraum vorhandener Dampf nicht in den Adsorptionsraum übertritt. Vorteilhafterweise ist der wenigstens eine Adsorptionsraum als beidseitig zu einem Luftraum geöffnete Kanalstruktur ausgebildet. Ein entsprechender Kanal kann beispielsweise auf einer Oberseite des bereits erwähnten Normcontainers ausgebildet sein, beispielsweise in Form zweier Halbbögen, wie auch unter Bezugnahme auf die Figur 2 erläutert. Ein oder mehrere entsprechende Kanäle können passiv Sorption element is from the arrangement for transport and maintenance, such as the new coating with polyethyleneimine, easily removable. As a resource for a corresponding device only electricity and low pressure steam, such as waste heat, required. These can be provided without problems. Particularly preferably, between the at least one adsorption space and the at least one desorption space a partition wall is provided with a recess into which the at least one sorption element is fitted. A disc-shaped sorption element can be inserted vertically into a corresponding recess and is rotatable within this recess, but both halves (eg above and below the partition) are largely isolated from each other are. In particular, in such an arrangement, a seal may be provided which ensures that in the desorption space existing vapor does not pass into the adsorption space. Advantageously, the at least one adsorption space is designed as a channel structure open on both sides to form an air space. A corresponding channel may, for example, be formed on an upper side of the already mentioned standard container, for example in the form of two semi-arches, as also explained with reference to FIG. One or more corresponding channels may be passive
durchströmbar ausgebildet sein, beispielsweise wenn diese an Orten aufgestellt werden, an denen eine Luftströmung zu erwarten ist, die für einen Luftaustausch und damit eine Durchströmung des oder der Sorptionselemente sorgt. Wie erwähnt, ist ein Teil des wenigstens einen Sorptionselement zu jedem Zeitpunkt in dem wenigstens einen Adsorptionsraum angeordnet, kann also von einem entsprechenden Luftstrom durchströmt werden. be designed to flow through, for example, if they are placed in places where an air flow is expected, which provides for an exchange of air and thus a flow of the sorbent or. As mentioned, a part of the at least one sorption element is arranged at any time in the at least one adsorption space, so that it can be flowed through by a corresponding air flow.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren und die dazu verwendete Vorrichtung eignen sich zur kostensparenden Gewinnung von C02. Sie können einerseits zur Abtrennung von C02 aus Luft oder auch aus Abgasen verwendet werden. Durch die einfache Ausgestaltung sind sie mobil und können auch in entlegenen Gebieten eingesetzt werden, an denen andere Gewinnungsprozesse, beispielsweise Adsorption in flüssigen Adsorbern, zu aufwendig sind. A process according to the invention and the apparatus used therefor are suitable for the cost-saving recovery of C0 2 . They can be used on the one hand for the separation of C0 2 from air or exhaust gases. Due to the simple design they are mobile and can also be used in remote areas where other extraction processes, such as adsorption in liquid adsorbers, are too expensive.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen. The invention will be elucidated below with reference to the attached figures which show preferred embodiments of the invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Figur 2 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Ansicht, 2 shows a device according to a particularly preferred embodiment of the invention in perspective view,
Figur 3 zeigt ein Sorptionselement gemäß einer besonders bevorzugten FIG. 3 shows a sorption element according to a particularly preferred embodiment
Ausführungsform der Erfindung in Draufsicht und Figur 4 zeigt ein Sorptionselement gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Draufsicht. Embodiment of the invention in plan view and FIG. 4 shows a sorption element according to a particularly preferred embodiment of the invention in plan view.
In den Figuren tragen einander entsprechende Elemente identische Bezugszeichen und werden der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert. In the figures, corresponding elements carry identical reference numerals and will not be explained repeatedly for the sake of clarity.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In Figur 2 ist eine Vorrichtung zur Gewinnung von Kohlendioxid aus einem In Figure 2 is a device for the recovery of carbon dioxide from a
Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisch, insbesondere aus Luft, schematisch in perspektivischer Ansicht gezeigt und insgesamt mit 100 bezeichnet. Carbon dioxide-containing gas mixture, in particular from air, shown schematically in a perspective view and designated 100 in total.
Die Vorrichtung 100 ist beispielsweise auf Basis eines 40'-Normcontainers ausgebildet, der den auch unten erläuterten Desorptionsraum 4 der Vorrichtung bildet. The device 100 is designed, for example, on the basis of a 40 'standard container which forms the desorption space 4 of the device, which is also explained below.
Kern der Vorrichtung 100 sind im dargestellten Beispiel zwei kreisscheibenförmig ausgebildete Sorptionselemente 1 , die vertikal in der Vorrichtung 100 angeordnet und jeweils um eine Achse 2 drehbar sind, welche senkrecht zu einer Scheibenoberfläche verläuft. Core of the device 100 are in the example shown, two circular disk-shaped sorption elements 1, which are arranged vertically in the device 100 and each rotatable about an axis 2 which is perpendicular to a disk surface.
Die Achsen 2 sind jeweils in geeigneten Aufnahmen 3 gehaltert und können mit nicht dargestellten Antrieben, beispielsweise einem Elektromotor mit Getriebe, angetrieben werden. Die Sorptionselemente 1 können um die Achsen 2 gedreht werden und dabei vorzugsweise zwei oder mehr (Rast-)Positionen einnehmen. The axles 2 are each held in suitable seats 3 and can be driven by drives, not shown, for example an electric motor with a gear. The sorption elements 1 can be rotated about the axes 2 and thereby preferably occupy two or more (latching) positions.
Zu jedem Zeitpunkt befindet sich ein Teil jedes Sorptionselements 1 in jeweils einem Adsorptionsraum 10, der wie nachfolgend erläutert aufgebaut ist, ein anderer Teil befindet sich in einem Desorptionsraum 4, der beispielsweise durch den erwähnten 40'-Normcontainer gebildet ist. Die in den Adsorptionsräumen 10 angeordneten Teile der Sorptionselemente 1 stehen zu einer Adsorption von Kohlendioxid aus einem Gasgemisch zur Verfügung. At any time, a portion of each sorption element 1 is in each case an adsorption space 10, which is constructed as explained below, another part is located in a desorption space 4, which is formed for example by the mentioned 40 'standard container. The arranged in the adsorption 10 parts of the sorbent elements 1 are available for adsorption of carbon dioxide from a gas mixture.
Zwischen den Adsorptionsräumen 10 und dem Desorptionsraum 4 ist eine Trennwand 5 ausgebildet, die beispielsweise abdichtbare Aussparungen für die Sorptionselemente 1 aufweist, so dass in dem Desorptionsraum 4 eingebrachter Dampf nicht in die Adsorptionsräume 10 übertreten kann und keine Luft aus den Adsorptionsräumen 10 in den Desorptionsraum 4 gelangt. Between the adsorption 10 and the desorption 4 a partition 5 is formed, which has, for example, sealable recesses for the sorption elements 1, so that in the desorption chamber 4 introduced steam is not in the Adsorption 10 can pass and no air from the adsorption 10 reaches the desorption 4.
Die Adsorptionsräume 10 sind unter Verwendung zweier hier halbbogenförmig ausgebildeter Strukturen 6 definiert, die wie im Beispiel dargestellt ausgebildet sein können, jedoch auch beispielsweise ein- oder beidseitig trichterförmig ausbildbar sind, um eine günstige Beeinflussung eines Luftstroms, der die Sorptionselemente 1 durchströmt, sicherzustellen. Um eine in Papierebene vorne und eine in Papierebene hinten liegende Hälfte der Adsorptionsräume 10 voneinander zu trennen und damit sicherzustellen, dass ein Gasstrom nur durch die Sorptionselemente 1 und nicht seitlich daran vorbei strömt, kann eine Trennstruktur 7 vorgesehen sein, die gegenüber den Sorptionselementen 1 abgedichtet ist oder ausreichend nahe zu diesen The adsorption spaces 10 are defined using two here half-bow-shaped structures 6, which may be formed as shown in the example, but also example, one or both sides funnel-shaped be formed in order to ensure a favorable influence on an air flow flowing through the sorbent elements 1. In order to separate a half of the adsorption spaces 10 located at the front of the paper and one in the paper plane, and thus to ensure that a gas stream only flows through the sorption elements 1 and not laterally past them, a separating structure 7 can be provided which seals against the sorption elements 1 is or sufficiently close to these
ausgebildet ist. Es versteht sich, dass auch die Größe bzw. Form der Strukturen 6, die die Adsorptionsräume 10 definieren, entsprechend ausgebildet sein kann. is trained. It is understood that the size or shape of the structures 6, which define the adsorption 10, may be formed accordingly.
Wie auch nachfolgend erläutert, sind die Sorptionselemente 1 mit Kanälen ausgebildet, durch die ein Strom eines kohlendioxidhaltigen Gasgemischs, beispielsweise von Luft, hindurchtreten kann. Die Sorptionselemente 1 können beispielsweise aus zwei Halbscheiben ausgebildet sein, wie unter Bezugnahme auf die Figur 3 erläutert, wobei jede der Halbscheiben, ggf. in Segmente unterteilt, beispielsweise eine mit As also explained below, the sorption elements 1 are formed with channels through which a stream of a carbon dioxide-containing gas mixture, for example of air, can pass. The sorption elements 1 may for example be formed from two half-discs, as explained with reference to Figure 3, wherein each of the half-slices, optionally divided into segments, for example one with
Polyethylenimin beschichtete keramische Monolithstruktur in einer Dicke von 1 bis 20 cm mit 70 bis 300 Kanälen pro Quadratzoll Querschnittsfläche aufweisen kann.  Polyethyleneimine coated ceramic monolithic structure in a thickness of 1 to 20 cm with 70 to 300 channels per square inch of cross-sectional area may have.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können ferner Ventilatoren oder andere Strömungsbeeinflussende Mittel 9 vorgesehen sein, um eine Luftströmung durch die Sorptionselemente 1 sicherzustellen. Fans or other flow-influencing means 9 can also be provided in the context of the present invention in order to ensure an air flow through the sorption elements 1.
Ist der in dem Adsorptionsraum 10 angeordnete Teil der Sorptionselemente 1 jeweils mit Kohlendioxid beladen, kann das entsprechende Sorptionselement 1 um 180° gedreht werden, beispielsweise mittels nicht dargestellter Motoren, so dass dieser Teil in den Desorptionsraum 4 verbracht wird. Durch Dampf, der beispielsweise über Leitungen 8 durch den Desorptionsraum 4 geleitet werden kann, kann das If the part of the sorption elements 1 arranged in the adsorption space 10 is loaded in each case with carbon dioxide, the corresponding sorption element 1 can be rotated by 180 °, for example by means of motors, not shown, so that this part is brought into the desorption space 4. By steam, which can be passed for example via lines 8 through the desorption 4, the
Kohlendioxid von dem Adsorptionsmaterial der Sorptionselemente 1 desorbiert werden. Das Adsorptionsmaterial wird hierdurch regeneriert und kann anschließend wieder in die Adsorptionsräume 10 verbracht werden, wo zwischenzeitlich seinerseits regeneriertes Adsorptionsmaterial Kohlendioxid aus dem Gasstrom adsorbiert. Carbon dioxide are desorbed from the adsorption of the sorbent elements 1. The adsorbent material is thereby regenerated and can subsequently be spent again in the adsorption 10, where in the meantime in turn regenerated adsorbent adsorbs carbon dioxide from the gas stream.
In Figur 3 ist ein Sorptionselement 1 , das sich zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß Figur 2 eignet, in Draufsicht schematisch dargestellt und, wie zuvor, mit 1 bezeichnet. Das Sorptionselement 1 ist kreisscheibenförmig ausgebildet, wobei die Achse 2 vertikal zur Scheibenfläche verläuft. Im dargestellten Beispiel weist das Sorptionselement 1 zwei Hälften auf, die jeweils ein Adsorptionsmaterial 1 1 enthalten. Die beiden Hälften sind voneinander durch eine Trenn- bzw. Isolierstruktur 12 voneinander getrennt. Das Adsorptionsmaterial 1 1 kann wie zuvor erläutert ausgebildet sein. Das Adsorptionsmaterial 1 1 kann auch von einer geeigneten Stützstruktur 13 umgeben sein. Abweichend zur Darstellung der Figur 3 können die zwei Hälften des Sorptionselements 1 auch jeweils segmentiert ausgebildet sein, beispielsweise zur Erhöhung der strukturellen Stabilität. In FIG. 3, a sorption element 1 which is suitable for use in a device according to FIG. 2 is shown schematically in plan view and designated as 1 above. The sorption element 1 is designed in the form of a circular disk, wherein the axis 2 extends vertically to the disk surface. In the illustrated example, the sorbent 1 has two halves, each containing an adsorbent 1 1. The two halves are separated from each other by a separation or insulating structure 12. The adsorption material 1 1 may be formed as previously explained. The adsorption material 11 may also be surrounded by a suitable support structure 13. Notwithstanding the representation of FIG. 3, the two halves of the sorption element 1 can also be segmented in each case, for example for increasing the structural stability.
Figur 4 zeigt ein Sorptionselement 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit vier Segmenten, die durch eine Trennstruktur 12 getrennt sind, und die jeweils ein zuvor erläutertes Adsorptionsmaterial 1 1 enthalten. Abweichend zu den obigen Erläuterungen ist es hier auch möglich, das Sorptionselement jeweils nur um 90° in der Vorrichtung 100 der Figur 2 zu drehen, so dass jeweils ein Viertel eines entsprechenden Sorptionselements der Desorption bzw. Adsorption zugeführt wird. FIG. 4 shows a sorption element 1 according to a further embodiment of the invention with four segments which are separated by a separating structure 12 and which each contain a previously explained adsorption material 11. Notwithstanding the above explanations, it is also possible here to rotate the sorption element in each case only by 90 ° in the device 100 of FIG. 2, so that in each case one fourth of a corresponding sorption element is fed to desorption or adsorption.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Gewinnung von Kohlendioxid aus einem Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisch, wobei das Gasgemisch in einem Adsorptionsraum (10) durch wenigstens ein Sorptionselement (1) geleitet wird und Kohlendioxid an dem Sorptionselement (1) adsorbiert wird, und das Sorptionselement (1) anschließend in einen Desorptionsraum (4) überführt wird und dort das Kohlendioxid mit Hilfe eines Desorptionsfluides desorbiert wird, A method for obtaining carbon dioxide from a gas mixture containing carbon dioxide, wherein the gas mixture in an adsorption space (10) is passed through at least one sorption element (1) and carbon dioxide is adsorbed on the sorption element (1), and then the sorption element (1) in a desorption (4) is transferred and there the carbon dioxide is desorbed by means of a desorption fluid,
dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchleiten des Gasgemisches durch das Sorptionselement Strömungsverhältnisse und Verweilzeiten derart eingestellt werden, dass der Druckverlust des Gasgemisches zwischen Eintritt in das Sorptionselement und Austritt aus dem Sorptionselement auf einen Bereich zwischen 0,5 und 2 mbar begrenzt wird.  characterized in that when passing the gas mixture through the sorbent flow conditions and residence times are set such that the pressure drop of the gas mixture between entry into the sorbent and outlet from the sorbent is limited to a range between 0.5 and 2 mbar.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Gasgemisch um Luft handelt und als Desorptionsfluid Wasserdampf verwendet wird. A method according to claim 1, characterized in that it is the gas mixture is air and is used as desorption fluid water vapor.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasgemisch mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 bis 20 m/s, insbesondere von 3 bis 10 m/s durch das Sorptionselement geführt wird. Method according to one of claims 1 to 2, characterized in that the gas mixture at a flow rate of 1 to 20 m / s, in particular from 3 to 10 m / s is passed through the sorption.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Desorptionsfluid mit einer Menge von 5 bis 200 kg/h, insbesondere von 30 bis 100 kg/h durch das Sorptionselement geführt wird. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the desorption fluid at a rate of 5 to 200 kg / h, in particular from 30 to 100 kg / h is passed through the sorption.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeit des Sorptionselements (1) im Adsorptionsraum (10) auf 1 bis 5 min und im Desorptionsraum (4) auf 1 ,5 bis 2,5 min eingestellt wird. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the residence time of the sorption element (1) in the adsorption space (10) to 1 to 5 min and in the desorption space (4) is set to 1, 5 to 2.5 min.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorption bei 1 bis 50 °C und die Desorption bei 50 bis 120 °C durchgeführt wird. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the adsorption at 1 to 50 ° C and the desorption at 50 to 120 ° C is performed.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sorptionselement (1) so gedreht wird, dass sich zu jedem 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one sorption element (1) is rotated so that to each
Zeitpunkt ein Teil des wenigstens einen Sorptionselementes (1) in dem wenigstens einen Adsorptionsraum (10) und ein anderer Teil des wenigstens einen Time a part of the at least one sorption element (1) in the at least an adsorption space (10) and another part of the at least one
Sorptionselementes (1 ) in dem wenigstens einen Desorptionsraum (4) befindet.  Sorption element (1) in the at least one desorption space (4).
8. Vorrichtung (100) zur Gewinnung von Kohlendioxid aus einem Kohlendioxid 8. Apparatus (100) for recovering carbon dioxide from a carbon dioxide
enthaltenden Gasgemisch mit wenigstens einem beweglichen Sorptionselement containing gas mixture with at least one movable sorption element
(1 ), das dafür eingerichtet ist, in wenigstens einem Adsorptionsraum (10) mit Kohlendioxid, aus dem Gasgemisch, beladen und in wenigstens einem (1), which is adapted to be loaded in at least one adsorption space (10) with carbon dioxide, from the gas mixture, and in at least one
Desorptionsraum (4) mittels wenigstens eines Desorptionsfluides von dem  Desorption space (4) by means of at least one desorption of the
Kohlendioxid befreit zu werden und dadurch gekennzeichnet ist, dass das wenigstens eine Sorptionselement (1) derart ausgebildet ist, dass der Druckverlust des Gasgemisches zwischen Eintritt und Austritt in das Sorptionselement auf einen Bereich zwischen 0,5 und 2 mbar begrenzbar ist.  Carbon dioxide to be liberated and is characterized in that the at least one sorption element (1) is designed such that the pressure drop of the gas mixture between the inlet and outlet in the sorption is limited to a range between 0.5 and 2 mbar.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das 9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the
Sorptionselement (1 ) in Anströmrichtung eine Dicke zwischen 1 und 20 cm, bevorzugt zwischen 2 und 5 cm, insbesondere 3 cm aufweist.  Sorption element (1) in the direction of flow has a thickness between 1 and 20 cm, preferably between 2 and 5 cm, in particular 3 cm.
10. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch 10. The device according to at least one of claims 8 to 9, characterized
gekennzeichnet, dass das Sorptionselement (1) eine Porosität von 70 bis 300 Kanäle pro Quadratzoll hat.  characterized in that the sorption element (1) has a porosity of 70 to 300 channels per square inch.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch 1 1. Apparatus according to any one of claims 8 to 10, characterized
gekennzeichnet, dass das bewegliche Sorptionselement (1 ) scheibenförmig ausgebildet ist und um eine Achse drehbar angebracht ist.  characterized in that the movable sorption element (1) is disk-shaped and is rotatably mounted about an axis.
12. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch 12. The device according to at least one of claims 8 to 1 1, characterized
gekennzeichnet, dass das Sorptionselement (1) zur Adsorption von Kohlendioxid aus einem Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisch eingerichtet ist, vorzugsweise aus einem Trägermaterial mit niedriger spezifischer Wärmekapazität,  in that the sorption element (1) is arranged for the adsorption of carbon dioxide from a gas mixture containing carbon dioxide, preferably from a carrier material with a low specific heat capacity,
beispielsweise aus Cordierite oder Al203 gefertigt ist und eine Beschichtung mit einem aminfunktionalisierten Adsorbent, beispielsweise Polyethylenimin aufweist und vorzugsweise in zwei Bereiche, die mittels einer thermisch isolierenden Struktur voneinander getrennt sind aufgeteilt ist. is made of, for example, cordierite or Al 2 O 3 and has a coating with an amine-functionalized adsorbent, for example polyethyleneimine, and is preferably divided into two regions which are separated from one another by means of a thermally insulating structure.
13. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch 13. The device according to at least one of claims 8 to 12, characterized
gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Desorptionsraum (4) zumindest teilweise aus einem Normcontainer gebildet ist.  characterized in that the at least one desorption space (4) is at least partially formed from a standard container.
14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem wenigstens einen Adsorptionsraum (10) und dem wenigstens einen Desorptionsraum (4) eine Trennwand (5) mit einer Aussparung vorgesehen ist, in die das wenigstens eine Sorptionselement eingepasst ist. 14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the at least one adsorption space (10) and the at least one desorption space (4) a partition wall (5) is provided with a recess into which the at least one sorption element is fitted.
15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der wenigstens eine Adsorptionsraum (10) als beidseitig zu einem Luftraum geöffnete Kanalstruktur ausgebildet ist. 15. Device according to one of the preceding claims, wherein the at least one adsorption space (10) is designed as a channel structure open on both sides to an air space.
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